سوالات متداول

ما به PCB با فرکانس انتقال سیگنال بالای ۱ گیگاهرتز، برد مدار چاپی پرسرعت می‌گوییم.

موادی با مقاومت حرارتی، چقرمگی مکانیکی و (قابلیت اطمینان) خوب

موادی با پارامترهای Dk/Df پایدار (ضریب تغییرات کوچک با فرکانس و محیط)

موادی با کنترل امپدانس خوب

موادی با زبری کم سطح فویل مسی

انتخاب پارچه فایبرگلاس با دهانه‌های کوچک و مسطح توصیه می‌شود.

چندین نکته در مورد طراحی PCB پرسرعت در زیر شرح داده شده است.

۱) از نرم‌افزارهای طراحی با گزینه‌های پیشرفته استفاده کنید

مهندسان باید نرم‌افزار طراحی که بتواند گزینه‌های پیشرفته‌ای ارائه دهد را بشناسند. ابزارهای نرم‌افزاری برای طراحی بردهای مدار چاپی پرسرعت در نرم‌افزار CAD به ویژگی‌های پیچیده زیادی نیاز دارند. شما باید درک بهتری از ابزارهای قدرتمند CAD داشته باشید.

۲) مسیریابی پرسرعت

وقتی صحبت از مسیریابی پرسرعت می‌شود، طراحان باید قوانین مسیریابی اولیه، از جمله قطع نکردن لایه‌های زمین و کوتاه نگه داشتن مسیر، را درک کنند. بنابراین، لطفاً از تداخل در مسافت مشخصی در خطوط دیجیتال جلوگیری کنید و تمام عواملی را که ممکن است برای یکپارچگی سیگنال تداخل ایجاد کنند، محافظت کنید.

۳) مسیریابی با کنترل امپدانس

برای برخی سیگنال‌های حدود ۴۰ تا ۱۲۰ اهم، آنها به تطبیق امپدانس نیاز دارند. تطبیق امپدانس مشخصه توسط آنتن‌ها و بسیاری از جفت‌های تفاضلی آشکار می‌شود.

طراحان باید نحوه محاسبه پهنای مسیر و انباشتگی لازم برای مقدار امپدانس را بدانند. اگر مقدار امپدانس صحیح نباشد، ممکن است تأثیر جدی بر سیگنال داشته باشد که می‌تواند منجر به خرابی داده‌ها شود.

۴) ردیابی‌ها با تطبیق طول

خطوط زیادی در گذرگاه حافظه پرسرعت و گذرگاه رابط وجود دارد. این خطوط می‌توانند در فرکانس‌های بسیار بالا کار کنند، بنابراین سیگنال باید همزمان از فرستنده به گیرنده منتقل شود. علاوه بر این، به ویژگی‌ای به نام تطبیق طول نیاز دارد. بنابراین، رایج‌ترین استانداردها مقادیر تلرانسی را که باید با طول تطبیق داده شوند، تعریف می‌کنند.

۵) مساحت مدار برگشت جریان را به حداقل برسانید

طراحان برد مدار چاپی پرسرعت باید از قوانین اساسی مانند طراحی یک لایه زمین پیوسته و کاهش مساحت مدار برگشت جریان با بهینه‌سازی مسیر برگشت جریان مسیریابی و همچنین قرار دادن بسیاری از مسیرها (Via) دوخته شده پیروی کنند.

مهارت‌های طراحی PCB با سرعت بالا تسلط یافته‌اند که یکپارچگی سیگنال را تضمین می‌کند.

مواد PCB های پرسرعت به درستی انتخاب می‌شوند تا عملکرد انتقال سیگنال تضمین شود.

کنترل تولید انجام می‌شود. نکات اصلی کنترل در طول تولید عبارتند از عرض مدارها، فاصله لایه‌ها، مسیرها (Via) آبکاری شده با مس، ضخامت مس مدارها، ضخامت پوشش لحیم و غیره.

عوامل زیر بر هزینه PCB های پرسرعت تأثیر می‌گذارند.

جنس (جنس زیرلایه، ضخامت زیرلایه، ضخامت مس)

تجهیزات تولیدی مورد استفاده

دشواری تولید

الزامات مشتری

روش بسته‌بندی انتخاب‌شده

روش تحویل انتخاب شده

طراحی برد مدار چاپی پرسرعت فرآیندی نسبتاً پیچیده است که نیاز به بررسی کامل سیگنال‌ها، امپدانس، خطوط انتقال و بسیاری از عناصر فنی دیگر دارد. نکات فنی زیر می‌توانند تا حدودی مرجع باشند.

از چند لایه برای مسیریابی به طور معقول استفاده کنید.

هرچه فاصله بین پین‌های دستگاه‌های مدار پرسرعت کوتاه‌تر باشد، بهتر است.

برای خطوط سیگنال مهم یا واحدهای محلی، پوشش زمین را اجرا کنید.

خط سیگنال فرکانس بالا که روی لایه سطحی قرار می‌گیرد، مستعد تولید تشعشعات الکترومغناطیسی بزرگتری است. خط سیگنال فرکانس بالا باید بین لایه قدرت و لایه زمین قرار گیرد. تشعشعات تولید شده به دلیل جذب امواج الکترومغناطیسی توسط لایه قدرت و لایه زیرین بسیار کمتر خواهد بود.

برای یک برد مدار چاپی استاندارد، مردم عمدتاً نگران اتصال کوتاه، عایق و سایر مشکلات سیم فلزی هستند. با این حال، با دستیابی به عملکرد بالای محصولات الکترونیکی، فرکانس انتقال سیگنال باید افزایش یابد و مردم بیشتر نگران طراحی یکپارچگی سیگنال برد مدار چاپی پرسرعت هستند.

ملاحظات ویژه در طراحی و تولید برد مدار چاپی پرسرعت هنگام کار با بردهای مدار چاپی پرسرعت وجود دارد.

طول مسیر دیفرانسیلی باید تطبیق داده شود.

مسیردهی نباید از صفحات زمین ناقص عبور کند.

نقاط تست را روی هیچ یک از خطوط سیگنال پرسرعت دیفرانسیلی قرار ندهید.

خطوط سیگنال پرسرعت را در نزدیکی یا زیر کریستال‌ها، نوسان‌سازها، منابع تغذیه سوئیچینگ، سوراخ‌های نصب، دستگاه‌های مغناطیسی یا تراشه‌های سیگنال تناوبی قرار ندهید.

سعی کنید خطوط سیگنال پرسرعت را در لایه‌های بالا و پایین با یک لایه زمین مرجع کامل مسیریابی کنید. مسیریابی خطوط در صفحه داخلی توصیه نمی‌شود.

فاصله سیگنال پرسرعت تا لبه لایه زمین مرجع را بیش از ۹۰ میل نگه دارید.

به نحوه‌ی سیم‌کشی سوکت و کانکتور توجه کنید.

عرض، فضا و ساختار چیدمان مسیر کوپ باید دقیقاً کنترل شوند تا مقدار امپدانس دقیق برآورده شود.

آزمایش‌های امپدانس TDR معمولاً زمانی مورد نیاز هستند که PCB های پرسرعت تکمیل شده باشند.

برای برآورده کردن عملکردهای مورد نظر، باید انواع مناسب مواد انتخاب شوند.

برای بردهای مدار چاپی پرسرعت، سطح صاف مورد نیاز است و ما همیشه ENIG را برای عملیات سطحی ENEPIG توصیه می‌کنیم.

حداکثر سرعت انتقال داده از نظر تئوری قابل دستیابی در یک PCB پرسرعت، 10.0GP (گیگابیت در ثانیه) است، اما این سرعت به طور مداوم در حال بهبود است.

ابزارهای نرم‌افزاری مورد نیاز برای طراحی PCB و ابزارهای شبیه‌سازی EDA وجود دارند که هنگام طراحی PCB پرسرعت مانند Cadence، Mentor، PADS، Altium، HyperLynx، HFSS، ADS و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرند.

شایان ذکر است که یک ابزار نرم‌افزاری ممکن است برای یک پروژه PCB مناسب باشد، در حالی که ابزار نرم‌افزاری دیگری می‌تواند برای انواع دیگر پروژه‌ها بهتر استفاده شود. بنابراین، یافتن ابزار نرم‌افزاری مناسب طراحی PCB بسیار مهم است.

مواد پرسرعت می‌توانند FR4، سرامیک، PTFE یا مواد تقویت‌شده با PTFE با فرکانس ۱ گیگاهرتز تا ۱۰۰ گیگاهرتز باشند. چندین تأمین‌کننده معروف مواد PCB پرسرعت مانند: Rogers، ISOLA، Ventec، ITEQ، TUC، SHENGYI، Panasonic، Taconic و غیره وجود دارند.

اشتباهات رایج در انتخاب مواد PCB برای سیستم‌های راداری شامل تکیه صرف بر یک ماده (مثلاً استفاده از FR-4 برای کاربردهای فرکانس بالا)، نادیده گرفتن نیازهای مدیریت حرارتی و نادیده گرفتن پیچیدگی تولید مواد پیشرفته است.